一种具有大容量冷冻系统的环境试验设备及其控制方法，该环境试验设备包含试验室、与试验室连接的可控制温度的空调部分、与空调部分通过配管连接的冷冻回路，以及电路连接上述各个部分的电气计装部分，所述的冷冻回路包含通过板式换热器连接的高温侧回路和低温侧回路。温度控制器设定电子膨胀阀的开度，来控制冷冻能力，根据设定的温度值和电子膨胀阀开度，选择高温旁路的流量和热气旁通的启闭。本发明能够合理的控制冷冻回路，高温旁路与热气旁通回路，保证可靠性。